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Ryo Tamura


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NIMO
NIMOは,自動材料探索を実現するために,人が介入することなくロボット実験と人工知能のクローズドループを実現するためのPythonライブラリです. NIMS-OS(NIMS Orchestration System)として開発を始め(https://github.com/nimsos-dev/nimsos),オープンソースソフトウェアとして広めるため,愛称としてNIMOを採用することにしました. NIMOでは,人工知能,ロボット実験をそれぞれモジュールと捉えることで,様々な組み合わせで自動材料探索を実施することができます. 材料科学用人工知能として,ベイズ最適化手法(PHYSBO),無目的探索手法(BLOX),相図作成効率化手法(PDC)および,ランダム実験が使用できます. ロボット実験として,NIMS電気化学自動実験ロボット(NAREE)が標準では使用できます. 結果の可視化ツールも同包することで,リアルタイムで最適化結果の確認が可能です. 独自に開発した人工知能,ロボット実験操作用モジュールを追加し利用することもできます. 今後モジュールは増やしていく予定です.


オンラインマニュアル:https://nims-da.github.io/nimo/ja/index.html
GitHub:https://github.com/NIMS-DA/nimo



AIPHAD
AIPHAD(Artificial intelligence techniques for PHAse diagram)プロジェクトでは,人工知能・機械学習を利用することで,実験回数をできるだけ少なくし, 詳細な相図・状態図を描くために,「次の実験点」を適切に提案する手法を開発しました. 1~4成分系の相図・状態図を描くためのウェブアプリケーション,成分数に依存しないPython版コードを公開しています.

アプリケーションHP:https://aiphad.org/
オンラインマニュアル:https://nims-da.github.io/aiphad/docs/en/index.html
GitHub:https://github.com/NIMS-DA/aiphad



PHYSBO
PHYSBO(optimization tool for PHYSics based on Bayesian Optimization)は,高速でスケーラブルなベイズ最適化 (Bayesian optimization) のためのPythonライブラリです. ベイズ最適化は,複雑なシミュレーションや,実世界における実験タスクなど,目的関数値(特性値など)の評価に大きなコストがかかるような場合に利用できる手法です. つまり,「できるだけ少ない実験・シミュレーション回数でより良い目的関数値(材料特性など)を持つパラメータ(材料の組成、構造、プロセスやシミュレーションパラメータなど)を見つけ出す」ことが, ベイズ最適化によって解かれる問題です. ベイズ最適化では,探索するパラメータの候補をあらかじめリストアップし,候補の中から目的関数値が最大と考えられる候補を機械学習(ガウス過程回帰を利用)による予測をうまく利用することで選定します. その候補に対して実験・シミュレーションを行い目的関数値を評価します. 機械学習による選定・実験シミュレーションによる評価を繰り返すことにより,少ない回数での最適化が可能となります.
本ライブラリは,東京大学物性研究所 ソフトウェア高度化プロジェクト (2020 年度) の支援を受け開発されました.

アプリケーションHP:https://www.pasums.issp.u-tokyo.ac.jp/physbo/
オンラインマニュアル:https://issp-center-dev.github.io/PHYSBO/manual/master/ja/index.html
GitHub:https://github.com/issp-center-dev/PHYSBO



COMBO.exe & PDC.exe
ベイズ最適化(COMBO.exe)と相図作成効率化手法(PDC.exe)が,WindowsコンピュータにおいてPython等の設定なしに実行できるようにしたものです. それぞれ,ベイズ最適化パッケージCOMBOおよび,相図作成効率化手法PDCを,機能を最小限に抑えて実行ファイルとして作成したものです. CSVファイルを書き換えることで,どのような問題でも実行することができます. 改変はできないということを理解した上でダウンロードして使ってください.

ダウンロードページ:https://www.tsudalab.org/project/mitools/
使用方法説明動画:https://www.youtube.com/watch?v=bM1Alcl7N9o
GitHub (COMBO):https://github.com/tsudalab/combo
GitHub (PDC):https://github.com/tsudalab/PDC